專利名稱：彈載固態(tài)記錄器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)記錄儀技術(shù)領(lǐng)域，具體為應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈等飛行器動(dòng)態(tài) 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)的彈載固態(tài)記錄器。
背景技術(shù)：
導(dǎo)彈飛行過程中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)通常是由無線電遙測(cè)系統(tǒng)獲得，而導(dǎo)彈進(jìn)入黑 障區(qū)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要采用記錄器來獲取，記錄器在載入體落地前被彈出，其回 收后可獲得導(dǎo)彈黑障區(qū)的飛行數(shù)據(jù)。早期彈上數(shù)據(jù)記錄采用磁記錄器，缺點(diǎn)為
體積大、功耗大、隨機(jī)存取能力差、可靠性差，抗過載能力差；上世紀(jì)80年代 初，國內(nèi)開始研制固態(tài)記錄器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的 記錄，與傳統(tǒng)的磁記錄器相比，其雖然在功耗、靈活性、可靠性、抗過載能力 等方面有了一定的提高，但因體積較大，防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受限，在回收過程中不 易保護(hù)；此外，由于在抗高過載設(shè)計(jì)中，采用的一體化灌封方式，將電路與整 個(gè)殼體通過灌封材料固化為一體，導(dǎo)致了系統(tǒng)的可維護(hù)性差，不可修復(fù)性和不 可重復(fù)使用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有固態(tài)記錄器存在體積較大、防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受限，在回 收過程中不易保護(hù)以及抗過載能力差、可維護(hù)性差、不可重復(fù)使用等缺陷，提 供一種可部分回收的彈載固態(tài)記錄器，具有結(jié)構(gòu)新穎、體積小、精度高、采集 通道多、存儲(chǔ)容量大、抗過載能力強(qiáng)、維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的彈載固態(tài)記錄器，包括采編器和存儲(chǔ)
器，采編器和存儲(chǔ)器上分別設(shè)有接插件，兩接插件之間連有電纜，所述的采編 器包括至少一個(gè)信號(hào)輸入模塊，信號(hào)輸入模塊內(nèi)設(shè)有信號(hào)輸入電路板，信號(hào)輸 入模塊一側(cè)設(shè)有與信號(hào)輸入電路板連接的接插件，信號(hào)輸入模塊下方設(shè)有內(nèi)設(shè) 采集控制電路板的采集控制模塊，采集控制模塊一側(cè)設(shè)有用于連接彈上時(shí)統(tǒng)信 號(hào)和電源的接插件，接插件通過電纜與采集控制電路板連接，信號(hào)輸入電路板 和采集控制電路板通過三通接插件連接，信號(hào)輸入模塊上方設(shè)有蓋板，采集控 制模塊下方設(shè)有底座，蓋板、信號(hào)輸入模塊、采集控制模塊和底座呈籠屜式結(jié) 構(gòu)，四者通過長(zhǎng)條螺栓固定在一起。本發(fā)明所述的采編器采用籠屜式可拆裝結(jié) 構(gòu)，無需改變采編器的整體結(jié)構(gòu)，通過增加模塊層數(shù)，就可擴(kuò)展采集通道數(shù)， 方便系統(tǒng)功能的升級(jí)，其中第一層為信號(hào)輸入模塊，其信號(hào)輸入電路板主要包
括信號(hào)調(diào)理電路和通道選擇電路；第二層為采集控制模塊，其采集控制電路板 主要負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)采集、編碼，可在線編程，能夠靈活調(diào)整采集通道數(shù)和采樣 率。本發(fā)明所述的采編器的采集控制基于FPGA來實(shí)現(xiàn)，通過改變FPGA的內(nèi) 部邏輯，可以靈活調(diào)整記錄器的通道采樣率及現(xiàn)有硬件條件下采樣通道個(gè)數(shù)， 另外，還可以增加信號(hào)輸入模塊，來擴(kuò)展通道數(shù)目，使其滿足不同場(chǎng)合的應(yīng)用 需求。上述信號(hào)輸入電路板、采集控制電路板上的控制電路以及如何通過改變 FPGA的內(nèi)部邏輯來調(diào)整記錄器的通道采樣率及通道個(gè)數(shù)是本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員所熟知的，為現(xiàn)有公知技術(shù)?！?br> 所述的存儲(chǔ)器包括外殼以及與其固定的外殼蓋，外殼內(nèi)設(shè)置與其四周緊密 配合、且由上緩沖層、中間緩沖層和下緩沖層構(gòu)成的隔離緩沖體，其中中間緩 沖層內(nèi)嵌套有與其緊密配合的內(nèi)殼以及固定于內(nèi)殼一側(cè)的內(nèi)殼蓋，內(nèi)殼蓋內(nèi)側(cè) 固定有插入內(nèi)殼的存儲(chǔ)電路板，所述的外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的隔離緩沖體以及
設(shè)置在隔離緩沖體內(nèi)的存儲(chǔ)電路板構(gòu)成嵌套式結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)電路板通過電纜與設(shè) 置在外殼上的接插件連接。本發(fā)明所述的存儲(chǔ)器采用嵌套式緩沖結(jié)構(gòu)，這種緩 沖結(jié)構(gòu)使存儲(chǔ)器安裝拆卸靈活方便，便于電路調(diào)試及回收后讀數(shù)，而且可以保
證存儲(chǔ)電路板能承受較大的過載，試驗(yàn)證明其承受過載能力高于20000g，滿足 飛行器落地瞬間受到的巨大沖擊，保證存儲(chǔ)器回收時(shí)內(nèi)部的存儲(chǔ)電路板不被損 壞，使飛行器數(shù)據(jù)可靠、完整。所述的隔離緩沖體可采用橡膠澆注成型。
所述采編器的底座四周固定有減震器，可減小采編器在飛行狀態(tài)下所承受 的振動(dòng)、沖擊等環(huán)境應(yīng)力作用，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。
所述采編器的底座下方設(shè)有安裝板，安裝板上設(shè)有定位孔，采編器安裝板 的尺寸和定位孔的位置、數(shù)量可根據(jù)使用環(huán)境靈活改變，提高了其通用性。
所述存儲(chǔ)器外殼是由鋁材制成，內(nèi)殼由鋼材制成，釆用鋁作為存儲(chǔ)器的外 殼，在回收落地過程中可有效吸收沖擊能量，減小內(nèi)部結(jié)構(gòu)所承受的過載，同 時(shí)，內(nèi)鋼外鋁的設(shè)計(jì)也大大減輕了存儲(chǔ)器的重量。
所述存儲(chǔ)器的內(nèi)殼蓋上設(shè)有走線槽，內(nèi)殼蓋前端固定有壓線蓋，壓線蓋一 側(cè)開有出線孔，中間緩沖層上且與壓線蓋相對(duì)應(yīng)的位置上開有穿線孔。當(dāng)內(nèi)殼 蓋與壓線蓋裝配完畢后，與存儲(chǔ)器電路板連接的電纜穿過內(nèi)殼蓋并橫向安置在 走線槽內(nèi)，然后經(jīng)壓線蓋一側(cè)的出線孔穿出，電纜的走線形成"Z"字形，當(dāng)電 纜受到較大的外力時(shí)，這種走線方式可有效地減小外力的作用，避免電路板被 損壞，使電路板得到更可靠的保護(hù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的記錄器主要由不回收的采編器和可回收的 存儲(chǔ)器兩部分組成，釆編器主要對(duì)彈上信號(hào)進(jìn)行調(diào)理、采集及編碼，并根據(jù)控 制信號(hào)控制記錄器的工作方式，具有采集通道多、采樣精度高、多種采樣率可
調(diào)等特點(diǎn)，機(jī)械設(shè)計(jì)采用籠屜式可拆裝結(jié)構(gòu)，無需改變采編器的整體結(jié)構(gòu)，通 過增加模塊層數(shù)，就可擴(kuò)展采集通道數(shù)，方便系統(tǒng)功能的升級(jí)，具有較好的通 用性，適合多種飛行器動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量；存儲(chǔ)器主要對(duì)來自采編器的數(shù)據(jù)進(jìn)行 存儲(chǔ)及保護(hù)，其獨(dú)有的嵌套式緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電纜走線設(shè)計(jì)，可有效保護(hù)其回 收時(shí)內(nèi)部的存儲(chǔ)電路板不被損壞，電路系統(tǒng)在高過載情況下所存數(shù)據(jù)安全可靠， 同時(shí)存儲(chǔ)器利于維護(hù)，可多次重復(fù)使用。總之，本發(fā)明具有體積小、通用性好、 采樣率、記錄通道數(shù)可調(diào)、操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于飛行器多種參數(shù) 的獲取和測(cè)試。


圖1為本發(fā)明的工作原理方框圖
圖2為本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為圖2中采編器的剖視圖
圖4為圖2中存儲(chǔ)器的剖視圖
圖5為圖4中隔離緩沖體的結(jié)構(gòu)放大示意圖
圖6為圖4中內(nèi)殼、內(nèi)殼蓋及壓線蓋的結(jié)構(gòu)放大示意圖
圖7為圖4中內(nèi)殼及內(nèi)殼蓋的結(jié)構(gòu)放大示意圖
圖中l(wèi)-蓋板2-信號(hào)輸入模塊3-信號(hào)輸入電路板4-接插件5-釆集控 制模塊6-采集控制電路板7、 8-接插件9-底座10-減震器11-安裝板 12-外殼蓋13-上緩沖層14-中間緩沖層15-內(nèi)殼16-內(nèi)殼蓋17-壓線蓋 18-下緩沖層19-外殼20-采編器21-接插件22-存儲(chǔ)器23-電纜24-存 儲(chǔ)電路板25-定位孔26-走線槽27-穿線孔28-出線孔
具體實(shí)施例方式
彈載固態(tài)記錄器，包括采編器20和存儲(chǔ)器22，采編器20和存儲(chǔ)器22上 分別設(shè)有接插件8、 21，兩接插件之間連有電纜23，用于將采編器采集的數(shù)據(jù) 輸入存儲(chǔ)器，所述的采編器20包括至少一個(gè)信號(hào)輸入模塊2，信號(hào)輸入模塊2 內(nèi)設(shè)有信號(hào)輸入電路板3，信號(hào)輸入模塊2 —側(cè)設(shè)有與信號(hào)輸入電路板3連接 的接插件4，飛行器信號(hào)通過接插件4傳輸?shù)讲删幤髦校盘?hào)輸入模塊2下方 設(shè)有內(nèi)設(shè)采集控制電路板6的采集控制模塊5，采集控制模塊5 —側(cè)設(shè)有用于 連接彈上時(shí)統(tǒng)信號(hào)和電源的接插件7，接插件7通過電纜與采集控制電路板6 連接，信號(hào)輸入電路板3和采集控制電路板6通過三通接插件連接，信號(hào)輸入 模塊2上方設(shè)有蓋板1，采集控制模塊5下方設(shè)有底座9，蓋板1、信號(hào)輸入模 塊2、采集控制模塊5和底座9通過長(zhǎng)條螺栓固定在一起，采編器20的底座9 四周固定有減震器IO，底座9下方設(shè)有安裝板11，便于采編器與載體裝配，安 裝板ll上設(shè)有定位孔25。
所述的存儲(chǔ)器22包括外殼19以及與其固定的外殼蓋12，外殼19內(nèi)設(shè)置 與其四周緊密配合、且由上緩沖層13、中間緩沖層14和下緩沖層18構(gòu)成的隔 離緩沖體，其中中間緩沖層14內(nèi)嵌套有與其緊密配合的內(nèi)殼15以及固定于內(nèi) 殼15 —側(cè)的內(nèi)殼蓋16，內(nèi)殼蓋16內(nèi)側(cè)固定有插入內(nèi)殼15的存儲(chǔ)電路板24， 所述的外殼19、設(shè)置在外殼19內(nèi)的隔離緩沖體以及設(shè)置在隔離緩沖體內(nèi)的存 儲(chǔ)電路板24構(gòu)成嵌套式結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)電路板上的存儲(chǔ)介質(zhì)可采用Flash Memory, 具有體積小、單片容量大、成本低、非易失性、抗過載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并且采 用邊擦邊寫的存儲(chǔ)方式，使存儲(chǔ)器可循環(huán)記錄數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新， 避免因外部干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)被意外擦除，這是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很容易實(shí)現(xiàn) 的；存儲(chǔ)電路板24通過電纜與設(shè)置在外殼19上的接插件21連接，存儲(chǔ)器外殼
19是由鋁材制成，內(nèi)殼15由鋼材制成；存儲(chǔ)器22的內(nèi)殼蓋16上設(shè)有走線槽 26，內(nèi)殼蓋16前端固定有壓線蓋17，壓線蓋17—側(cè)開有出線孔28，中間緩沖 層14上且與壓線蓋17相對(duì)應(yīng)的位置上開有穿線孔27。所述存儲(chǔ)器容量采用冗 余設(shè)計(jì)，就目前應(yīng)用情況，能夠記錄長(zhǎng)達(dá)5000秒導(dǎo)彈飛行數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)彈 的實(shí)際飛行時(shí)間，即可全程記錄導(dǎo)彈的飛行數(shù)據(jù)；大容量的設(shè)計(jì)降低了因采樣 率提高和采集通道增加帶來的存儲(chǔ)空間提升的壓力。
本發(fā)明的彈載固態(tài)記錄器體積小，采編器單個(gè)模塊高度為15mm，存儲(chǔ)器 內(nèi)殼體積為60X58X38 mm3。
本發(fā)明配套有地面測(cè)試系統(tǒng)，可遠(yuǎn)程(300m)控制彈載固態(tài)記錄器及實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)記錄器采集的多路動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)繪制波形，在不拆裝導(dǎo)彈的情況下方便 的完成數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與存儲(chǔ)。
當(dāng)記錄器裝配到飛行器上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，飛行器信號(hào)通過接插件4輸入到采 編器中，電源線及飛行器時(shí)統(tǒng)倩號(hào)通過接插件7輸入到采編器中，記錄器的地 面測(cè)試系統(tǒng)也通過接插件7輸入采編器中；當(dāng)系統(tǒng)接通電源后，開始進(jìn)入采編 存儲(chǔ)狀態(tài)，此時(shí)飛行器的信號(hào)通過采編器采集編碼后通過接插件8 、電纜23 和接插件21寫入存儲(chǔ)器中，同時(shí)數(shù)據(jù)由接插件7連接300米電纜至地面測(cè)試系 統(tǒng)，通過上位機(jī)監(jiān)測(cè)所采集的數(shù)據(jù)；采編器接收到飛行器發(fā)出的時(shí)統(tǒng)信號(hào)后， 幀計(jì)數(shù)清零，開始實(shí)時(shí)記錄飛行器的各種動(dòng)態(tài)參數(shù)，飛行器落地后，取出存儲(chǔ) 器，通過地面測(cè)試系統(tǒng)將存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)讀出并保存，從而完成飛行器全程飛 行數(shù)據(jù)的記錄。
權(quán)利要求
1、一種彈載固態(tài)記錄器，包括采編器(20)和存儲(chǔ)器(22)，采編器(20)和存儲(chǔ)器(22)上分別設(shè)有接插件(8、21)，兩接插件之間連有電纜(23)，其特征是所述的采編器(20)包括至少一個(gè)信號(hào)輸入模塊(2)，信號(hào)輸入模塊(2)內(nèi)設(shè)有信號(hào)輸入電路板(3)，信號(hào)輸入模塊(2)一側(cè)設(shè)有與信號(hào)輸入電路板(3)連接的接插件(4)，信號(hào)輸入模塊(2)下方設(shè)有內(nèi)設(shè)采集控制電路板(6)的采集控制模塊(5)，采集控制模塊(5)一側(cè)設(shè)有用于連接彈上時(shí)統(tǒng)信號(hào)和電源的接插件(7)，接插件(7)通過電纜與采集控制電路板(6)連接，信號(hào)輸入電路板(3)和采集控制電路板(6)通過三通接插件連接，信號(hào)輸入模塊(2)上方設(shè)有蓋板(1)，采集控制模塊(5)下方設(shè)有底座(9)，蓋板(1)、信號(hào)輸入模塊(2)、采集控制模塊(5)和底座(9)呈籠屜式結(jié)構(gòu)，四者通過長(zhǎng)條螺栓固定在一起；所述的存儲(chǔ)器(22)包括外殼(19)以及與其固定的外殼蓋(12)，外殼(19)內(nèi)設(shè)置與其四周緊密配合、且由上緩沖層(13)、中間緩沖層(14)和下緩沖層(18)構(gòu)成的隔離緩沖體，其中中間緩沖層(14)內(nèi)嵌套有與其緊密配合的內(nèi)殼(15)以及固定于內(nèi)殼(15)一側(cè)的內(nèi)殼蓋(16)，內(nèi)殼蓋(16)內(nèi)側(cè)固定有插入內(nèi)殼(15)的存儲(chǔ)電路板(24)，所述的外殼(19)、設(shè)置在外殼(19)內(nèi)的隔離緩沖體以及設(shè)置在隔離緩沖體內(nèi)的存儲(chǔ)電路板(24)構(gòu)成嵌套式結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)電路板(24)通過電纜與設(shè)置在外殼(19)上的接插件(21)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈載固態(tài)記錄器，其特征是所述采編器(20)的 底座(9)四周固定有減震器(10)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彈載固態(tài)記錄器，其特征是所述采編器(20) 的底座(9)下方設(shè)有安裝板(11)，安裝板(11)上設(shè)有定位孔(25)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彈載固態(tài)記錄器，其特征是所述存儲(chǔ)器外殼 (19)是由鋁材制成，內(nèi)殼(15)由鋼材制成。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彈載固態(tài)記錄器，其特征是所述存儲(chǔ)器(22) 的內(nèi)殼蓋(16)上設(shè)有走線槽(26)，內(nèi)殼蓋(16)前端固定有壓線蓋(17)， 壓線蓋(17) —側(cè)開有出線孔(28)，中間緩沖層(14)上且與壓線蓋(17)相 對(duì)應(yīng)的位置上開有穿線孔(27)。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)記錄儀技術(shù)領(lǐng)域，具體為彈載固態(tài)記錄器，解決現(xiàn)有固態(tài)記錄器存在體積較大、防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受限，不易保護(hù)以及抗過載能力差、不可重復(fù)使用等缺陷，由采編器和存儲(chǔ)器組成，采編器由蓋板、信號(hào)輸入模塊、采集控制模塊和底座構(gòu)成，呈籠屜式結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)器由外殼、隔離緩沖體以及設(shè)置在隔離緩沖體內(nèi)的存儲(chǔ)電路板構(gòu)成，呈嵌套式結(jié)構(gòu)。采編器具有采集通道多、多種采樣率可調(diào)等特點(diǎn)，通過增加模塊層數(shù)，可擴(kuò)展采集通道數(shù)，適合多種飛行器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量；存儲(chǔ)器可保護(hù)內(nèi)部存儲(chǔ)電路板不被損壞，高過載情況下所存數(shù)據(jù)安全可靠，同時(shí)利于維護(hù)，可重復(fù)使用。本發(fā)明具有體積小、通用性好、采樣率、記錄通道數(shù)可調(diào)、操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G07C5/00GK101105869SQ200710062170
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者任勇峰, 劉東海, 崔永俊, 張文棟, 李圣昆, 甄國涌, 胡振良 申請(qǐng)人:中北大學(xué)